DE2949884C2 - Valve arrangement for regulating the idle speed of Otto engines - Google Patents
Valve arrangement for regulating the idle speed of Otto enginesInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Ventilanordnung zur Regelung der Leerlaufdrehzahl von Ottomotoren, insbesondere Kraftfahrzeugmotoren durch Steuerung der Luftmenge auf der Ansaugseite des Motors, die in einem Umgehungskanal parallel zur Drosselklappe angeordnet ist, der einlaßseitig stromauf und auslaßseitig stromab der Drosselklappe mit dem Ansaugkanal verbunden ist, wobei das Ventil einen durch einen Hubmagneten entgegen der Kraft einer Feder in einem Führungszylinder verschiebbaren Kolben aufweist, mit einer den Hubmagneten drehzahlabhängig ansteuernden Schaltung.The invention relates to a valve arrangement for regulating the idling speed of Otto engines, in particular Automotive engines by controlling the amount of air on the intake side of the engine that is in a Bypass channel is arranged parallel to the throttle valve, the inlet side upstream and the outlet side downstream the throttle valve is connected to the intake duct, the valve being operated by a lifting magnet having a piston displaceable against the force of a spring in a guide cylinder, with a lifting magnet speed-dependent controlling circuit.
Derartige bekannte Ventilanordnungen zur Regelung der Leerlaufdrehzahl werden verwandt, um eine möglichst geringe Drehzahl, insbesondere in Kraftfahrzeugen, einzustellen, die günstige Verbrauchs- und Emissionswerte zur Folge hat. Wenn eine möglichst niedrige Leerlaufdrehzahl angestrebt wird, kann der hierfür notwendige Luftdurchfluß durch den Vergaser nicht ein für allemal fest vorgegeben werden, da die Leerlaufdrehzahl auch dann Schwankungen unterworfen sein kann, wenn der Otto-Motor mit einer gleichbleibenden Füllung betrieben wird. Solche Schwankungen können durch verschiedene Belastungszustände im Leerlauf wie in der Kaltlaufphase oder durch den Leistungsbedarf einer Klimaanlage eines hydraulischen Systems mit einer durch den Motor angetriebenen Pumpe oder dergleichen verursacht werden. Hinzu kommt, daß bei kleiner Leerlaufdrehzahl sich der Betriebszustand eines Otto-Motors nahe dem instabilen Drehzahlbereich befindet, in dem bei einer weiteren Zusatzbelastung der Motor absterben kann.Such known valve arrangements for regulating the idle speed are used to achieve a low speed, especially in motor vehicles, set the favorable consumption and emission values has the consequence. If the aim is to keep the idle speed as low as possible, the required speed can be used Air flow through the carburetor cannot be fixed once and for all because the idle speed can also be subject to fluctuations if the Otto engine with a constant filling is operated. Such fluctuations can be caused by various load conditions such as when idling in the cold running phase or by the power requirement of an air conditioning system of a hydraulic system with a caused by the motor driven pump or the like. In addition, with smaller Idle speed the operating state of a gasoline engine is close to the unstable speed range, in which the engine can die in the event of a further additional load.
Eine solche aus der DE-OS 20 4S 669 bekannte Ventilanordnung hat den Nachteil, daS sie bei einem Ausfall des Hubmagneten den Umgehungskanal absperrt, so daß eine motorbetriebsfähige Leerlaufdrehzahl nicht mehr sichergestellt istSuch a valve arrangement known from DE-OS 20 4S 669 has the disadvantage that it shuts off the bypass channel if the lifting magnet fails, see above that an engine-operable idling speed is no longer ensured
Aus der DE-OS 19 20 617 ist ein druckausgeglichenesFrom DE-OS 19 20 617 is a pressure balanced
ίο Kolbenventil bekannt, dessen Kolben in einem Zylinder verschiebbar ist Der Zylinder besitzt seitliche Schlitze, die im geschlossenen Zustand des Ventils vollständig verschlossen sind und bei öffnung des Ventils mehr oder weniger geöffnet werden.ίο known piston valve whose piston is in a cylinder can be moved The cylinder has slots on the side, which are completely closed when the valve is closed and more when the valve is opened or less.
Aus der DE-OS 19 11 522 ist ein Regelventil mit einem als Kolben ausgebildeten Schließglied bekannt, der druckausgeglichen istFrom DE-OS 19 11 522 a control valve with a closing member designed as a piston is known, the is pressure balanced
Aufgabe der Erfindung ist es eine Ventilanordnung nach dem Oberbegriff zu schaffen, deren Ventilelement mit einfachen Mitteln druckentlastet wirksam ist und zugleich im Störfall eine motorbetriebsfähige Leerlaufdrehzahl sicherstelltThe object of the invention is to create a valve arrangement according to the preamble, the valve element is effective pressure-relieved with simple means and at the same time an engine-operable idling speed in the event of a malfunction ensures
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Führungszylinder auslaßseitig seitliche Schlitze aufweist, die in zwei in Bewegungsrichtung des Kolbens derart mit Abstand untereinanderliegenden Ebenen angeordnet sind, daß bei entregtem Hubmagneten der Kolbenmafctel die in der ersten Ebene liegenden Schlitze offen, und die in der zweiten Ebene liegenden Schlitze verschlossen hält und daß der Kolben an seiner Stirnseite Durchtrittsbohrungen aufweist. Bei dieser Ausbildung wird bei Ausfall des Hubmagneten der Kolben durch die Feder in eine Stellung gebracht, in der die Schlitze in der ersten Ebene freigegeben sind und somit eine bestimmte zur Aufrechterhaltung der Leerlaufdrehzahl benötigte Luftmenge durch das Ventil strömen kann. Bei erregtem Hubmagnet sind diese Schlitze in jeder Regelstellung des Kolbens verschlossen und nur die Schlitze in der zweiten Ebene offenbar. Dabei ergibt sich bei erregtem Hubmagnet über die Durchtrittsbohrungen eine Druckausgeglichenheit am Kolben.This object is achieved according to the invention in that the guide cylinder has lateral slots on the outlet side has, which are arranged in two in the direction of movement of the piston at a distance from one another in such a way are that when the solenoid is de-energized, the piston mantle has the slots in the first plane open, and the slots lying in the second plane keeps closed and that the piston at its end face Has through holes. With this design, the piston will be in the event of failure of the solenoid brought by the spring into a position in which the slots in the first plane are released and thus a certain amount of air required to maintain the idle speed flow through the valve can. When the solenoid is energized, these slots are closed in every control position of the piston and only the slots in the second level apparently. When the solenoid is energized, the result is via the through-holes a pressure balance on the piston.
Als zweckmäßig hat es sich erwiesen den Durchlaßquerschnitt der in der ersten Ebene liegenden Schlitze etwa halb so groß wie den maximalen Durchlaßquerschnitt der in der zweiten Ebene liegenden Schlitze zu wählen.The passage cross-section of the slots lying in the first plane has proven to be useful about half as large as the maximum passage cross-section of the slots lying in the second plane Select.
Zur reibungsarmen Lagerung des Kolbens in dem Zylinder kann der Kolben mit einer Spaltdichtung in dem Zylinder gelagert sein, die eine ringförmige Offnung zwischen dem Zylinder und dem Kolben von etwa 2Ao mm freiläßt.For low-friction mounting of the piston in the cylinder, the piston can be mounted in the cylinder with a gap seal which leaves an annular opening between the cylinder and the piston of about 2 Ao mm.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben. Die einzige Figur der Zeichnung zeigt einen Ausschnitt im Bereich des Kolbens einer Ventilanordnung im Schnitt.An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described in more detail below. The only figure in the drawing shows a section in the area of the piston of a valve arrangement on average.
Ein Ventilgehäuse 1 besitzt einen Führungszylinder 2. In dem Führungszylinder 2 ist ein Kolben 3 verschiebbar.
Der Kolben 3 ist dabei so in den Führungszylinder eingepaßt, daß er zwischen seinem Kolbenmantel und
der Innenseite des Führungszylinders 2 eine Spaltdichtung mit einer ringförmigen freien öffnung von etwa
2Ao mm bildet.
Im Bewegungsbereich des Kolbenmantels 4 beiinuen sich in dem Führungszylinder seitliche Schlitze 5, die
durch den Kolbenmantel mehr oder weniger abgedeckt werden können. Die Schlitze 5 münden in einen Ringkanal
6.A valve housing 1 has a guide cylinder 2. A piston 3 is displaceable in the guide cylinder 2. The piston 3 is fitted into the guide cylinder in such a way that it forms a gap seal with an annular free opening of about 2 Ao mm between its piston jacket and the inside of the guide cylinder 2.
In the area of movement of the piston skirt 4, there are lateral slots 5 in the guide cylinder, which can be more or less covered by the piston skirt. The slots 5 open into an annular channel 6.
Durch das Ventilgehäuse 1 mit dem Führungszylinder 2 wird ein Gasweg für eine Luftströmung von einer fcinlaßseite 7 über die seitlichen Schlitze 5 und den Ringkanal 6 zu der Auslaßseite 8 an dem Stutzen 9 gebildet Die Luftströmung ist dabei durch die Pfeile 10 angedeutet Der Führungszylinder 2 und der Stutzen 9 stehen mit einer Ansaugleitung, mit einer Drosselklappe in Verbindung.Through the valve housing 1 with the guide cylinder 2, a gas path for an air flow is formed from an inlet side 7 via the lateral slits 5 and the annular channel 6 to the outlet side 8 on the connection piece 9 The air flow is indicated by the arrows 10. The guide cylinder 2 and the connection piece 9 are at a standstill with a suction line, in connection with a throttle valve.
Zur Verstellung des Kolbens 3 dient ein in dem Ventilgehäuse 1 angeordneter Hubmagnet, der über eine Hubstange 14 mit dem Kolben 3 verbunden ist Der Kolben 3 stützt sich dabei gegen eine Feder 15 ab.To adjust the piston 3 is a arranged in the valve housing 1 lifting magnet, which has a The lifting rod 14 is connected to the piston 3. The piston 3 is supported against a spring 15.
Der Kolben 3 schließt die Einlaßseite 7 unvollständig gegenüber einem auf seiner rückwärtigen Seite liegenden Raum 16 ab. Der Kolben 3 läßt — abgesehen von der Spaltdichtung an seinem Kolbenmantel 4 — Luft durch Durchtrittsbohrungen 17 hindurchströmen. Dadurch entsteht in dem Raum 16 praktisch der gleiche Unterdruck wie auf der Einlaßseite 7 in den? Führungszylinder 2. Auf den Kolben wirkt daher der Kraft Pu, die durch den Unterdruck hervorgerufen wird, ein entgegengesetzt ,gerichteter Kompensationskraft Pk auf seiner Rückseite entgegen. Die Stellung des Kolbens 3 hängt somit nicht von den Druckverhältnissen in dem Führungszylinder 2 ab. Vielmehr wird der Kolben 3—25 da auch Reibungseinflüsse infolge der Spaltdichtung praktisch keine Rolle spielen — in eine Position durch ,': die Hubstange 14 geschoben, welche dem in dem Hubf magneten eingespeisten Strom entspricht Damit kann durch Vorgabe des Stroms der wirksame Einlaßquer-' schnitt der durch die Abdeckung der seitlichen Schlitze ' 5 durch den Kolbenmantel 4 entsteht genau eingestellt L werden.The piston 3 incompletely closes the inlet side 7 from a space 16 located on its rear side. Apart from the gap seal on its piston skirt 4, the piston 3 allows air to flow through through-holes 17. This creates practically the same negative pressure in the space 16 as on the inlet side 7 in the? Guide cylinder 2. The force Pu, which is caused by the negative pressure, is therefore counteracted on the piston by an oppositely directed compensation force Pk on its rear side. The position of the piston 3 therefore does not depend on the pressure conditions in the guide cylinder 2. Rather, the piston 3—25 is pushed into a position by ': the lifting rod 14, which corresponds to the current fed into the lifting magnet, because the friction influences due to the gap seal play practically no role. cut through the cover of the side slits' 5 through the piston skirt 4 can be precisely adjusted.
Im Führungszylinder 2 des Ventilgehäuses 1 befinden sich in Bewegungsrichtung des Kolbens 3 neben den seitlichen Schlitzen 5 weitere Schlitze 30, die in Ruhe- : stellung des Kolbens 3 geöffnet sind. Die Luftströmung ;5 kann dann in Ruhestellung des Kolbens 3 durch die Durchtrittsbohrungen 17 im Kolben 3 und die Schlitze ' 30 von der Einlaßseite 7 zur Auslaßseite 8 gelangen. ;. Dadurch ist sichergestellt, daß sich auch bei Ausfall des Hubmagneten eine Leerlaufdrehzahl einstellen kann. :f; Sobald das Bordnetz des Kraftfahrzeugs über den j* Zündschlüssel eingeschaltet wird, bewegt sich der KoI- !-· ben 3 entgegen der Kraftwirkung der Feder 15 in eine [■' Stellung, in der die Schlitze durch den hinteren Kolben-ψ teil verschlossen sind. Bei dieser Bewegung werden fr gleichzeitig über das vordere Kolbenteil die Schlitze 5 1% um einen bestimmten Durchflußquerschnittsbetrag freife gegeben, der im allgemeinen etwas kleiner ist als derje- so f'i nige der Schlitze 30.In the guide cylinder 2 of the valve housing 1, in the direction of movement of the piston 3, in addition to the lateral slots 5, there are further slots 30 which are open in the rest position of the piston 3. The air flow; 5 can then pass through the through bores 17 in the piston 3 and the slots 30 from the inlet side 7 to the outlet side 8 in the rest position of the piston 3. ;. This ensures that an idle speed can be set even if the lifting magnet fails. : f ; Once the electrical system of the motor vehicle is turned on with the j * ignition key, the koi moved - · ben 3 against the force action of the spring 15 in a [■ 'position in which the slots are closed by the rear piston ψ part. During this movement, the slots 5 1% are simultaneously released by a certain flow cross-sectional amount, which is generally somewhat smaller than that of the slots 30, via the front piston part.
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